设计模式的艺术之道--外观模式

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#设计模式 #外观模式 #C# #外观模式案例

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本文介绍外观模式的概念及其在文件加密模块中的应用实例。通过引入外观角色简化子系统接口，提高系统的易用性和可维护性。

设计模式的艺术之道–外观模式

声明：本系列为刘伟老师博客内容总结(http://blog.youkuaiyun.com/lovelion)，博客中有完整的设计模式的相关博文，以及作者的出版书籍推荐

本系列内容思路分析借鉴了刘伟老师的博文内容，同时改用C#代码进行代码的演示和分析(Java资料过多 C#表示默哀).

本系列全部源码均在文末地址给出。

本系列开始讲解结构型模式，关注如何将现有类或对象组织在一起形成更加强大的结构。
不同的结构型模式从不同的角度组合类或对象，它们在尽可能满足各种面向对象设计原则的同时为类或对象的组合提供一系列巧妙的解决方案。

类结构型模式
关心类的组合，由多个类组合成一个更大的系统，在类结构型模式中一般只存在继承关系和实现关系
对象结构型模式
关心类与对象的组合，通过关联关系，在一个类中定义另一个类的实例对象，然后通过该对象调用相应的方法
7种常见的结构型模式

外观模式

去茶馆喝茶，最简单的方式就是跟茶馆服务员说想要一杯什么样的茶，是铁观音、碧螺春还是西湖龙井？正因为茶馆有服务员，顾客无须直接和茶叶、茶具、开水等交互，整个泡茶过程由服务员来完成，顾客只需与服务员交互即可，整个过程非常简单省事。服务员充当了茶馆的外观。
这里写图片描述

1.1定义

外观模式 (Facade Pattern)：为子系统中的一组接口提供一个统一的入口。外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
-通过引入一个新的外观角色来降低原有系统的复杂度，同时降低客户类与子系统的耦合度
茶馆的小二大公司的前台都是外观模式的案例

1.2情景实例

问题描述
- 文件加密模块
菜鸟软件公司欲开发一个可应用于多个软件的文件加密模块，该模块可以对文件中的数据进行加密并将加密之后的数据存储在一个新文件中，具体的流程包括三个部分，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件，其中，读取文件和保存文件使用流来实现，加密操作通过求模运算实现。
初步思路
读取、加密、保存这三个操作相对独立，为了实现代码的独立重用，让设计更符合单一职责原则，这三个操作的业务代码封装在三个不同的类中。
现使用外观模式设计该文件加密模块。

UML类图
这里写图片描述
实例关键代码

namespace FacadeSample
{
     class FileReader
    {
        //写入和加密类省略 看源代码
        public string Read(string fileNameSrc) 
        {
            Console.Write("读取文件，获取明文：");
            FileStream fs = null;
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            try
            {
                fs = new FileStream(fileNameSrc, FileMode.Open);
                int data;
                while((data = fs.ReadByte())!= -1) 
                {
                    sb = sb.Append((char)data);
                }
                fs.Close();
                Console.WriteLine(sb.ToString());
            }
            catch(FileNotFoundException) 
            {
                Console.WriteLine("文件不存在！");
            }
            catch(IOException e) 
            {
                Console.WriteLine("文件操作错误！");
            }
            return sb.ToString();
        }
    }
    class EncryptFacade
    {
        //维持对其他对象的引用
        private FileReader reader;
        private CipherMachine cipher;
        private FileWriter writer;

        public EncryptFacade()
        {
            reader = new FileReader();
            cipher = new CipherMachine();
            writer = new FileWriter();
        }

        //调用其他对象的业务方法
        public void FileEncrypt(string fileNameSrc, string fileNameDes)
        {
            string plainStr = reader.Read(fileNameSrc);
            string encryptStr = cipher.Encrypt(plainStr);
            writer.Write(encryptStr, fileNameDes);
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            EncryptFacade ef = new EncryptFacade();
            ef.FileEncrypt("src.txt", "des.txt");
        }
    }
}

现有缺点(未来变化)
在标准的外观模式结构图中，如果需要增加、删除或更换与外观类交互的子系统类，必须修改外观类或客户端的源代码，这将违背开闭原则
如何改进
针对上述问题，引入抽象外观类来对系统进行改进，在一定程度上可以解决该问题。客户端可以针对抽象外观类进行编程，对于新的业务需求，不需要修改原有外观类，而对应增加一个新的具体外观类。
改进UML类图
如增加一个新的加密方法
这里写图片描述
实例关键代码

namespace FacadeSample
{
    class NewEncryptFacade : AbstractEncryptFacade
    {
        private FileReader reader;// 维持子系统的引用
        private NewCipherMachine cipher;
        private FileWriter writer;

        public NewEncryptFacade()
        {
            reader = new FileReader();
            cipher = new NewCipherMachine();
            writer = new FileWriter();
        }

        public override void FileEncrypt(string fileNameSrc, string fileNameDes)
        {
            string plainStr = reader.Read(fileNameSrc);
            string encryptStr = cipher.Encrypt(plainStr);
            writer.Write(encryptStr, fileNameDes);
        }
    }
     class NewCipherMachine
    {
        public string Encrypt(string plainText) 
        {
            Console.Write("数据新方法加密，将明文转换为密文：")
        }
    }
        class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //EncryptFacade ef = new EncryptFacade();
            //ef.FileEncrypt("src.txt", "des.txt");
            AbstractEncryptFacade ef; //针对抽象建造者编程
            //读取配置文件
            string facadeString = ConfigurationManager.AppSettings["facade"];
            //反射生成对象
            ef = (AbstractEncryptFacade)Assembly.Load("AbstractFacade").CreateInstance(facadeString);
            ef.FileEncrypt("src.txt", "des.txt");
            Console.Read();
        }
    }
}